تیتانیوم یک فلز بسیار مقاوم در برابر خوردگی-است. داده های ترمودینامیکی تیتانیوم نشان می دهد که تیتانیوم متعلق به فلزی با ترمودینامیک بسیار ناپایدار است. اگر تیتانیوم بتواند حل شود و Ti2 + تشکیل شود، پتانسیل الکترود استاندارد آن بسیار منفی است (- 1.63v) و سطح آن همیشه با یک لایه اکسید غیرفعال پوشیده شده است. به این ترتیب، پتانسیل پایدار تیتانیوم به طور پایدار به یک مقدار مثبت بایاس می شود. به عنوان مثال، پتانسیل پایدار تیتانیوم در آب دریا در دمای 25 درجه حدود + 0.09v است. در کتاب های راهنمای شیمی و کتاب های درسی، پتانسیل های الکترود استاندارد مربوط به یک سری واکنش های الکترود تیتانیوم را می توان به دست آورد. شایان ذکر است که در واقع، این داده ها به طور مستقیم اندازه گیری نمی شوند، بلکه اغلب فقط از داده های ترمودینامیکی قابل محاسبه هستند. علاوه بر این، با توجه به منابع داده های مختلف، تعجب آور نیست که داده های مختلف ممکن است برای چندین واکنش الکترود مختلف به طور همزمان ارائه شود.
داده های پتانسیل الکترود واکنش الکترود تیتانیوم نشان می دهد که سطح آن بسیار فعال است و معمولاً با لایه اکسیدی که به طور طبیعی در هوا تشکیل می شود پوشیده شده است. بنابراین، مقاومت عالی در برابر خوردگی تیتانیوم ناشی از آن است که همیشه یک چسبندگی پایدار، قوی و به ویژه لایه اکسید محافظ خوب روی سطح تیتانیوم وجود دارد. در واقع، پایداری این فیلم اکسید طبیعی، مقاومت به خوردگی تیتانیوم از جمله میله تیتانیوم، سیم تیتانیوم و صفحه تیتانیوم تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم را تعیین می کند. از نظر تئوری، نسبت P / B فیلم اکسید محافظ باید بیشتر از 1 باشد. اگر کمتر از 1 باشد، فیلم اکسید نمی تواند به طور کامل سطح فلز را بپوشاند، بنابراین نمی توان نقش محافظ را ایفا کرد. اگر این نسبت بیش از حد بزرگ باشد، تنش فشاری در لایه اکسید به همین نسبت افزایش مییابد که به راحتی باعث پارگی لایه اکسید میشود و نمیتواند نقش محافظتی ایفا کند. نسبت P / B تیتانیوم از 1 تا 2.5 با ترکیب و ساختار فیلم اکسید متفاوت است. از این نقطه اساسی، فیلم اکسید تیتانیوم می تواند عملکرد محافظتی بهتری داشته باشد.
هنگامی که سطح تیتانیوم در معرض اتمسفر یا محلول آبی قرار می گیرد، بلافاصله یک فیلم اکسید جدید به طور خودکار تولید می شود. به عنوان مثال، ضخامت فیلم اکسید در جو در دمای اتاق 1.2 ~ 1.6nm است و با افزایش زمان ضخیم می شود. به طور طبیعی پس از 70 روز به 5 نانومتر ضخیم می شود و پس از 545 روز به تدریج به 8 تا 9 نانومتر افزایش می یابد. شرایط اکسیداسیون مصنوعی تقویت شده (مانند حرارت دادن، اکسیداسیون اکسیدان یا اکسیداسیون آندی) می تواند رشد فیلم اکسید سطحی را تسریع کند و فیلم اکسید نسبتاً ضخیم را به دست آورد تا مقاومت به خوردگی تیتانیوم را بهبود بخشد. بنابراین، فیلم اکسید تولید شده توسط اکسیداسیون آندی و اکسیداسیون حرارتی به طور قابل توجهی مقاومت به خوردگی تیتانیوم را بهبود می بخشد. اکنون مشتریان ما محصولات مشابه بسیاری را با میله تیتانیوم و سیم تیتانیوم ما ساخته اند که نشان می دهد این یک راه عملی است.
فیلم اکسید تیتانیوم (شامل فیلم اکسید حرارتی یا فیلم اکسید آندی) معمولاً یک ساختار واحد نیست و ترکیب و ساختار اکسید آن با شرایط تشکیل تغییر می کند. به طور کلی، ممکن است TiO2 در حد فاصل بین فیلم اکسید و محیط باشد، اما ممکن است عمدتا TiO2 در رابط بین فیلم اکسید و فلز باشد. به عبارت دیگر بیشترین سطح میله تیتانیومی که تولید می کنیم به طور کلی TiO2 است و سطح مشترک بین فیلم فلز و اکسید TiO2 است. البته شامل سیم تیتانیوم، صفحه تیتانیوم و آهنگری تیتانیوم است. سطح میله آلیاژ تیتانیوم پیچیده تر است. با این حال، چه میله تیتانیوم خالص، چه میله آلیاژ تیتانیوم یا سیم آلیاژ تیتانیوم، لایه های انتقالی با حالت های ظرفیت متفاوت، یا حتی اکسیدهای معادل غیر شیمیایی در وسط وجود دارد، که نشان می دهد فیلم اکسیدی مواد تیتانیوم دارای ساختار چند لایه است. در مورد فرآیند تشکیل این فیلم اکسید، نمی توان آن را به سادگی به عنوان واکنش مستقیم بین تیتانیوم و اکسیژن (یا اکسیژن در هوا) درک کرد. بسیاری از محققان مکانیسم های مختلفی را پیشنهاد کرده اند. کارگران در اتحاد جماهیر شوروی سابق معتقدند که ابتدا هیدرید تولید می شود و سپس یک فیلم اکسید غیرفعال روی هیدرید تشکیل می شود.
